(57)【要約】【課題】  内燃機関の出力軸の回転位置を検出するセンサの異常の誤判定を防止する。【解決手段】  エンジンの回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｒｅｆ以上となってからインクリメントカウンタＢの値が閾値Ｔ１ｒｅｆより大きくなった後、即ち、ノイズをマスクするのに十分な時間が経過した後にインクリメントカウンタＡの値に基づいてセンサの異常を判定する（Ｓ１５０〜１８０）。したがって、エンジンの回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｒｅｆ以上となっても、ノイズをマスクするのに十分な時間が経過するまではセンサの異常の判定を行なわないから、ノイズによるエンジンの回転数Ｎｅの誤演算に基づく異常の誤判定を防止することができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の出力軸に取り付けられて該出力軸の回転位置を検出する回転位置検出センサの異常を判定する異常判定装置であって、
前記回転位置検出センサにより検出された回転位置を検出するための信号を入力する信号入力手段と、
該入力した信号に基づいて前記内燃機関の回転数を演算する回転数演算手段と、
該演算される回転数が所定回転数に至ってから該所定回転数以上で継続して第１の所定時間を経過した後に第２の所定時間に亘って前記信号入力手段による信号の入力がなされないとき、該信号入力手段により入力した直前の信号に基づいて前記回転位置検出センサの異常を判定する異常判定手段と、
を備える異常判定装置。
【請求項２】
前記異常判定手段は、前記回転位置検出センサ内部の配線および／または前記回転位置検出センサから前記信号入力手段に至るまでの配線の断線を判定する手段である請求項１記載の異常判定装置。
【請求項３】
前記第１の所定時間は、０．１秒以上である請求項１または２記載の異常判定装置。
【請求項４】
前記第１の所定時間は、０．５秒以上である請求項１または２記載の異常判定装置。
【請求項５】
前記異常判定手段は、前記信号入力手段により入力した直前の信号と該直前の信号の前の信号との信号間隔に基づいて異常を判定する手段である請求項１ないし４いずれか記載の異常判定装置。
【請求項６】
前記異常判定手段は、前記信号間隔が前記所定回転数に対応する信号間隔に基づいて設定された所定信号間隔以下のとき、前記回転位置検出センサの異常を判定する手段である請求項５記載の異常判定装置。
【請求項７】
内燃機関の出力軸に取り付けられて該出力軸の回転位置を検出する回転位置検出センサの異常を判定する異常判定方法であって、
（ａ）前記回転位置検出センサにより検出された回転位置を検出するための信号を入力し、
（ｂ）該入力した信号に基づいて前記内燃機関の回転数を演算し、
（ｃ）該演算される回転数が所定回転数に至ってから該所定回転数以上で継続して第１の所定時間を経過した後に第２の所定時間に亘って前記信号の入力がなされないとき、入力した直前の信号と該直前の信号の前の信号との信号間隔に基づいて前記回転位置検出センサの異常を判定する
異常判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異常判定装置および異常判定方法に関し、詳しくは、内燃機関の出力軸の回転位置を検出する回転位置検出センサの異常を判定する異常判定装置および異常判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の異常判定装置としては、イグニションキースイッチがオンされてバッテリ電圧が第１の所定電圧以上に上昇した後であって、スタータモータを始動することによりバッテリ電圧が第１の所定電圧より低い第２の所定電圧以下に降下した以降に、クランク角センサの異常の判定を開始するものが提案されている（特許文献１参照）。この装置では、イグニッションキーからの信号やバッテリ電圧を検出するセンサからの信号，クランク角センサからの信号などに基づいて内燃機関のクランク軸が確実に回転しているのを検出してから所定時間に亘ってクランク角センサからの信号の入力がなされないことに基づいてクランク角センサの異常の判定をしている。
【特許文献１】特開平５―３２１７４５号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の異常判定装置では、イグニションキーからのオン信号やバッテリ電圧を検出するセンサからの信号，クランク角センサからの信号などの入力が必要となるから、装置が複雑な構成になる。簡易な構成とするために、クランク角センサからの信号だけでセンサの異常を判定するものも考えられるが、この場合、始動性確保の観点からセンサの感度を高くしていることや内燃機関の回転数をセンサからの信号により計算することなどから、センサからの入力ラインに生じるノイズにより内燃機関が回転しているかの判定やセンサの異常の判定に誤判定が生じることが多くなる。こうした誤判定は、ノイズが生じると、このノイズをセンサからの信号として内燃機関の回転数を計算することに基づく。即ち、ノイズにより内燃機関は回転していないのに回転しているとしてセンサの異常を判定する場合が生じるのである。こうしたノイズに基づく誤判定は、ノイズが比較的大きな電圧の印加により生じることから、内燃機関を停止した状態でモータからの動力により走行が可能なハイブリッド自動車で多く生じ得る。
【０００４】
本発明の異常判定装置および異常判定方法は、内燃機関の出力軸の回転位置を検出するセンサの異常の判定をより簡易な構成で行なうことを目的の一つとする。また、本発明の異常判定装置および異常判定方法は、内燃機関の出力軸の回転位置を検出するセンサの異常の誤判定を防止することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の異常判定装置および異常判定方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の異常判定装置は、
内燃機関の出力軸に取り付けられて該出力軸の回転位置を検出する回転位置検出センサの異常を判定する異常判定装置であって、
前記回転位置検出センサにより検出された回転位置を検出するための信号を入力する信号入力手段と、
該入力した信号に基づいて前記内燃機関の回転数を演算する回転数演算手段と、
該演算される回転数が所定回転数に至ってから該所定回転数以上で継続して第１の所定時間を経過した後に第２の所定時間に亘って前記信号入力手段による信号の入力がなされないとき、該信号入力手段により入力した直前の信号に基づいて前記回転位置検出センサの異常を判定する異常判定手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の異常判定装置では、内燃機関の回転数が所定回転数に至ってからその回転数以上で継続して第１の所定時間を経過した後に第２の所定時間に亘って回転位置検出センサからの信号の入力がなされないときに、入力した直前の信号に基づいて回転位置検出センサの異常を判定する。したがって、内燃機関の回転数が所定回転数に至っても第１の所定時間が経過するまでは異常の判定を行なわないから、ノイズにより内燃機関の回転数が演算されたとしてもその回転数に基づいて異常の判定を行なうことはない。この結果、ノイズによる誤判定を抑止できる。もとより、回転位置検出センサからの信号のみによりセンサの異常を判定するから、他の信号も併せて入力するものに比して簡易な構成とすることができる。ここで、「第１の所定時間」は、ノイズをマスクするのに必要な時間として設定すればよく、内燃機関を搭載する機器の特性などにより求めることができる。生じるノイズにより、「第１の所定時間」を、例えば０．１秒以上や０．２秒以上、０．３秒以上、０．４秒以上、０．５秒以上、０．７秒以上、１秒以上などのように適合した時間に設定すればよい。また、「異常」としては、回転位置検出センサ内部の配線や回転位置検出センサから信号入力手段に至るまでの配線の断線などが挙げられる。
【０００８】
こうした本発明の異常判定装置において、前記異常判定手段は、前記信号入力手段により入力した直前の信号と該直前の信号の前の信号との信号間隔に基づいて異常を判定する手段であるものとすることもできる。この態様の本発明の異常判定装置において、前記異常判定手段は、前記信号間隔が前記所定回転数に対応する信号間隔に基づいて設定された所定信号間隔以下のとき、前記回転位置検出センサの異常を判定する手段であるものとすることもできる。これは、内燃機関が所定回転数以上のときにセンサの異常の判定を行なうことに基づく。
【０００９】
本発明の異常判定方法は、
内燃機関の出力軸に取り付けられて該出力軸の回転位置を検出する回転位置検出センサの異常を判定する異常判定方法であって、
（ａ）前記回転位置検出センサにより検出された回転位置を検出するための信号を入力し、
（ｂ）該入力した信号に基づいて前記内燃機関の回転数を演算し、
（ｃ）該演算される回転数が所定回転数に至ってから該所定回転数以上で継続して第１の所定時間を経過した後に第２の所定時間に亘って前記信号の入力がなされないとき、入力した直前の信号と該直前の信号の前の信号との信号間隔に基づいて前記回転位置検出センサの異常を判定する
ことを要旨とする。
【００１０】
この本発明の異常判定方法では、内燃機関の回転数が所定回転数に至ってからその回転数以上で継続して第１の所定時間を経過した後に第２の所定時間に亘って回転位置検出センサからの信号の入力がなされないときに、入力した直前の信号とその直前の信号の前の信号との信号間隔に基づいて回転位置検出センサの異常を判定する。即ち、内燃機関の回転数が所定回転数に至っても第１の所定時間が経過するまでは異常の判定を行なわないから、ノイズにより内燃機関の回転数が演算されたとしてもその回転数に基づいて異常の判定を行なうことはない。この結果、ノイズによる誤判定を抑止できる。もとより、回転位置検出センサからの信号のみによりセンサの異常を判定するから、他の信号も併せて入力するものに比して簡易な構成とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態としての自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２のクランクシャフト２３に接続された遊星歯車機構３０と、遊星歯車機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、遊星歯車機構３０に接続されると共にデファレンシャルギヤを介して駆動輪２８ａ，２８ｂに連結された駆動軸に接続された発電可能なモータＭＧ２と、インバータ３１，３２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力のやりとりを行なうバッテリ２７と、自動車全体をコントロールする電子制御ユニット５０とを備える。
【００１３】
エンジン２２は、ガソリンや軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、クランクシャフト２３のクランクポジションを検出する回転位置検出センサ２４などのエンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号を入力する電子制御ユニット５０により燃料噴射制御や点火制御、吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。回転位置検出センサ２４は、図示しないが一般的に用いられているクランクポジションセンサ、即ち、クランクシャフト２３に取り付けられたクランクシャフトタイミングプーリと一体化され１２枚の歯を持つタイミングロータと、タイミングロータと対向配置され磁力の変化に基づいて起電力を発生させるコイルとから構成されている。この回転位置検出線センサ２４は、タイミングロータが１２枚の歯を持っていることからクランクシャフト２３が３０度回転する毎に電磁作用に基づいてパルス信号を出力する。
【００１４】
モータＭＧ１，ＭＧ２は、電動機として機能すると共に発電機としても機能する周知の同期発電電動機として構成され、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する図示しない回転位置検出センサなどの各種センサからの信号が入力される電子制御ユニット５０によりインバータ３１，３２を介して駆動制御されている。
【００１５】
電子制御ユニット５０は、ＣＰＵ５２を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ５２の他に処理プログラムを記憶したＲＯＭ５４と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ５６と、図示しない入出力ポートとを備える。電子制御ユニット５０には、回転位置検出センサ２４からの回転位置θ，イグニッションスイッチ４０からのイグニッション信号，自動車２０の走行速度を検出する車速センサ４８からの車速Ｖ，シフトレバー４１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ４２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル４３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ４４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル４５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ４６からのブレーキペダルポジションＢＰなどが入力ポートを介して入力されている。また、電子制御ユニット５０からは、エンジン２２を運転する各部への制御信号やインバータ３１，３２へのスイッチング制御信号，警告ランプ４９への点灯信号などが出力ポートを介して出力されている。
【００１６】
こうして構成された実施例の自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸に出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力が駆動軸に出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力の全てが遊星歯車機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ２７の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ２７の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が遊星歯車機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力を駆動軸に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００１７】
次に、こうして構成された自動車２０の動作、特に、エンジン２２のクランクシャフト２３の回転位置を検出する回転位置検出センサ２４の異常を判定する動作について説明する。図２は、実施例の自動車２０の電子制御ユニット５０により実行される異常判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、０．８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００１８】
異常判定ルーチンが実行されると、電子制御ユニット５０のＣＰＵ５２は、まず、インクリメントカウンタＡ，Ｂを値１ずつインクリメントする（ステップＳ１００）。ここで、インクリメントカウンタＡ，Ｂは、本質的な機能については後述するが、回転位置検出センサ２４の異常の判定に用いられるカウンタであり、実施例では、イグニッションスイッチ４０からのイグニッション信号がオンされたときに図示しない初期化ルーチンにより初期値として値０が設定されるものとした。
【００１９】
次に、クランクシャフト２３の回転位置を検出する回転位置検出センサ２４からの信号の入力があるか否かを判定する処理を行なう（ステップＳ１１０）。その結果、回転位置検出センサ２４からの信号の入力があると判定したときには、信号間隔ＴｐにインクリメントカウンタＡの値を代入することにより信号間隔Ｔｐの値の更新を行ない（ステップＳ１２０）、設定した信号間隔Ｔｐに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを計算すると共に（ステップＳ１３０）、インクリメントカウンタＡの値を初期値０にリセットする（ステップＳ１４０）。一方、ステップＳ１１０において、回転位置検出センサ２４からの信号の入力がないと判定したときには、信号間隔Ｔｐの値やエンジン２２回転数Ｎｅの値を更新することなく、ステップＳ１５０へと進む。
【００２０】
そして、現在用いられているエンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｒｅｆ以上の状態であり、且つ信号間隔Ｔｐが閾値Ｔｐｒｅｆ未満であり、且つインクリメントカウンタＡが閾値Ｔ２ｒｅｆを超えており、且つインクリメントカウンタＢが閾値Ｔ１ｒｅｆを超えているか否かの判定を行ない（ステップＳ１５０〜Ｓ１８０）、条件が全て成立しているときには、回転位置検出センサ２４に異常が発生したと判定して警告ランプ４９を点灯して本ルーチンを終了する（ステップＳ１９０，Ｓ２００）。一方、上述の条件のいずれかが成立しないときには、異常の判定を行なうことなく、本ルーチンを終了する。ここで、所定回転数Ｎｅｒｅｆは、エンジン２２が始動されているのを判定するために用いるものであり、例えば、４００ｒｐｍや５００ｒｐｍ，６００ｒｐｍなどの値を用いることができる。閾値Ｔｐｒｅｆは、エンジン２２が安定して運転されているのを判定するために用いるものであり、所定回転数Ｎｅｒｅｆより若干大きな回転数のときにセンサから入力される信号間隔に相当するカウンタ値として設定される。閾値Ｔ２ｒｅｆは、回転位置検出センサ２４の異常を判定するために設定されるものであり、エンジン２２が所定回転数Ｎｅｒｅｆで回転しているときにセンサから入力される信号間隔に相当するカウンタ値より大きな値として設定される。閾値Ｔ１ｒｅｆは、ノイズによるセンサ異常の誤判定を防止するために設定されるものであり、ノイズの継続時間にセンサ異常を判定するための閾値Ｔ２ｒｅｆを加えた時間より十分長い時間として設定される。搭載される車両が備える機器の駆動に伴って生じるノイズに応じて、閾値Ｔ１ｒｅｆを、例えば、０．１秒や０．２秒，０．３秒，０．４秒，０．５秒，０．７秒，１秒などのように定めることができる。
【００２１】
回転位置検出センサ２４の異常の判定について説明する。センサ内部のラインの断線やセンサからの信号ラインの断線に基づくセンサ異常は、基本的には、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｒｅｆ以上であるときにインクリメントカウンタＡが所定回転数Ｎｅｒｅｆに対応するカウント値より大きな値に設定された閾値Ｔ２ｒｅｆを超えたことに基づいて判定することができる（ステップＳ１５０，Ｓ１７０）。即ち、エンジン２２が所定回転数Ｎｅｒｅｆ以上で回転しているのにクランクシャフト２３の回転角として３０度毎に入力されるはずのセンサからのパルス信号が途絶えたことにより判定するのである。実施例では、こうした異常をより適正に判定するために、信号間隔Ｔｐがエンジン２２がより安定して運転されている際の信号間隔に相当するカウンタ値である閾値Ｔｐｒｅｆより小さな値である条件とインクリメントカウンタＢがノイズをマスクするために設定された閾値Ｔ１ｒｅｆより大きい条件とを付加している（ステップＳ１６０，Ｓ１８０）。このうち、後者のノイズをマスクするための条件は、ノイズを回転位置検出センサ２４からの信号としてエンジン２２の回転数Ｎｅを計算し、その後、信号が途絶えたとしても、これにより断線に基づくセンサ異常を判定しないようにするためである。実施例では、このノイズをマスクするための条件を適正に実行するために、ステップＳ１５０でエンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｒｅｆ未満のときにはインクリメントカウンタＢを値０にクリアする（ステップＳ２１０）。また、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｒｅｆ以上のときにインクリメントカウンタＡが閾値Ｔ２ｒｅｆより大きくなっても、インクリメントカウンタＢが閾値Ｔ１ｒｅｆ以下のときには、このセンサ異常はノイズによるものと判断し、その後、インクリメントカウンタＢが閾値Ｔ１ｒｅｆを超えて誤判定しないようにするために、エンジン２２の回転数Ｎｅに値０を設定する（ステップＳ２２０）。
【００２２】
図３は、回転位置検出センサ２４の異常を判定している様子を説明する説明図である。時間Ｔ１にノイズによる信号入力があると、これに伴ってエンジン２２の回転数Ｎｅが演算され、インクリメントカウンタＡ，Ｂもリセットとインクリメントとが行なわれる。ノイズによる信号入力が途絶えてインクリメントカウンタＡが閾値Ｔ２ｒｅｆを超える時間Ｔ２では、インクリメントカウンタＢは閾値Ｔ１ｒｅｆ以下であるから、誤判定と判定され、エンジン２２の回転数Ｎｅに値０が設定され（ステップＳ２２０）、これによりインクリメントカウンタＢもその値がクリアされる（ステップＳ２１０）。したがって、ノイズによる信号入力では、センサ異常は判定されず、警告ランプ４９は点灯されない。一方、エンジン２２が始動され、その回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｒｅｆ以上となってからインクリメントカウンタＢが閾値Ｔ１ｒｅｆを超える時間Ｔ３以降の時間Ｔ４にセンサ入力が途絶えると、インクリメントカウンタＡが閾値Ｔ２ｒｅｆを超える時間Ｔ５ではインクリメントカウンタＢは閾値Ｔ１ｒｅｆより大きいから、センサ異常と判定され（ステップＳ１９０）、警告ランプ４９を点灯する（ステップＳ２００）。
【００２３】
以上説明した実施例の自動車２０によれば、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｒｅｆ以上となってもノイズをマスクするのに十分な時間が経過するまでは、回転位置検出センサ２４の異常を判定しないから、ノイズに基づく異常の誤判定を抑止することができる。しかも、エンジン２２が安定して運転されている状態で回転位置検出センサ２４の異常を判定するから、より適正な異常判定を行なうことができる。もとより、回転位置検出センサ２４からの信号の入力だけでセンサ異常を判定するから、他の信号の入力を伴ってセンサ異常の判定を行なうものに比して、簡易な構成とすることができる。
【００２４】
実施例の自動車２０では、エンジン２２が安定して運転されている状態で回転位置検出センサ２４の異常を判定するものとしたが、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｒｅｆ以上となってからノイズをマスクするのに十分な時間が経過した後であれば、エンジン２２が安定して運転されているか否かに拘わらずにセンサ異常を判定するものとしても構わない。
【００２５】
実施例の自動車２０では、センサ異常が判定されたときには警告ランプ４９を点灯するものとしたが、警告音による警告など他の手法により警告するものとしてもよいし、警告しないものとしても差し支えない。
【００２６】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、自動車産業に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施例である自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】実施例の自動車２０の電子制御ユニット５０により実行される異常判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】回転位置検出センサ２４の異常を判定している様子を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
２０  自動車、２２  エンジン、２３  クランクシャフト、２４  回転位置検出センサ、２７  バッテリ、２８ａ，２８ｂ  駆動輪、３０  遊星歯車機構、３１，３２  インバータ、４１  シフトレバー、４２  シフトポジションセンサ、４３  アクセルペダル、４４  アクセルペダルポジションセンサ、４５  ブレーキペダル、４６  ブレーキペダルポジションセンサ、４８  車速センサ、４９  警告ランプ、５０  電子制御ユニット、５２  ＣＰＵ、５４  ＲＯＭ、５６  ＲＡＭ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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